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熱門關鍵詞:填充增強透明粉  耐磨抗刮玻璃粉  無鉛低熔點玻璃粉  高純透明型滑石粉

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新聞資訊

聽說你還在到處找無鉛封接玻璃粉?優合化工這里有你無法抗拒的優質產品!點擊速看!

【摘要】:
無鉛低熔點封接玻璃粉作為一種新型封接材料,可在較低溫度下實現金屬-金屬、金屬-陶瓷、金屬-玻璃等材料間的封接、粘接和絕緣,已經廣泛用于汽車工業、航空航天和電子工業等高精尖行業,用以解決電氣工程、電子傳感器、保護和裝飾涂料、光學、光通訊、結構力學、醫學、核技術、超導體和微流控芯片等一系列的現代技術的挑戰。在現代真空和電子技術中。

無鉛熔點封接玻璃作為一種新型封接材料,可在較低溫度下實現金屬-金屬、金屬-陶瓷、金屬-玻璃等材料間的封接、粘接和絕緣,已經廣泛用于汽車工業、航空航天和電子工業等高精尖行業,用以解決電氣工程、電子傳感器、保護和裝飾涂料、光學、光通訊、結構力學、醫學、核技術、超導體和微流控芯片等一系列的現代技術的挑戰。在現代真空和電子技術中。

低溫封接玻璃可以作為新型焊接材料。而在微電子學領域,其主要用于熱敏電阻、三極管和微型電路等的防護層。    

中國市場信息研究網數據顯示,2016年我國低熔點玻璃粉的產值超過160億元,并且每年的增長率在 7% 以上。

目前,市場上還有很多電子元器件選用含鉛玻璃粉進行封接,如 PbO-B2O3-SiO2 系或者PbO-ZnO-B2O3系玻璃,其氧化鉛含量高可達80% 。

隨著環保要求日益嚴格,美國,德國,日本等國家已經開始強制實施《關于電子電氣設備中禁止使用某些有害物質指令》的法規,全面禁止在電子和汽車等產品中使用鉛、鎘、汞、鉈、六價鉻及其化合物等有害物質。綠色、環保、無鉛化已成為電子制造業的發展方向。

優合化工研究出一款新型磷酸鹽系無鉛封接低熔點玻璃因其玻璃化轉變溫度低、軟化溫度低和熱膨脹系數范圍較寬并且可調、封接溫度下粘度低且有良好流動性等優點,具有替代當前系封接玻璃的潛在優勢。

產品主要特點:

1、良好的封接和熱加工性能適宜的熱膨脹系數和軟化溫度,能和待封接材料實現氣密性封接,并且封接后殘余應力較小( 安全可控范圍內);

2、良好的機械強度和抗熱沖擊性能:具有較高的抗彎、抗壓和抗沖擊強度;能承受一定量的熱沖擊和工作時產生的高溫和周圍環境間的溫度差。

3、較好的化學穩定性:具有一定的耐水、酸、堿等不同介質腐蝕性;

4、與封接基體良好的潤濕性;

5、良好的氣密性和工作載荷下玻璃無氣體釋放。

指標\型號

YB-D40

YB-D42

YB-D45

YB-D50

YB-D55

玻璃轉化溫度

325℃

350℃

360℃

350℃

375℃

軟化點溫度

360℃

390℃

400℃

400℃

430℃

工作溫度范圍

360~600℃

390~600℃

400~550℃

400~650℃

430~650℃

熱膨脹系數

12~15×10-6

13~16×10-6

13~16×10-6

13~16×10-6

12~16×10-6

真比重

2.25 g/cm3

2.25 g/cm3

2.30 g/cm3

2.20 g/cm3

2.35 g/cm3

莫氏硬度

5.0~5.5

5.0~5.5

5.0~5.5

5.0~5.5

5.0~5.5

折射率

1.53~1.54

1.53~1.54

1.52~1.53

1.54~1.55

1.55~1.56

水分

≤ 0.5 %

≤ 0.5 %

≤ 0.5 %

≤ 0.5 %

≤ 0.5 %

細度規格

1000~3000

1000~3000

1000~3000

1000~3000

1000~3000

玻璃類型

非晶型

微晶型

非晶型

非晶型

非晶型

其主要應用于玻璃-金屬封接、厚膜漿料、光學元件的模制、金屬的低溫瓷漆和電子封裝等行業,市場發展潛力巨大。

決定低熔點玻璃粉性能的成分一般是極化程度較高的含有  18個或者更多電子層的重金屬離子、易發生變形的半徑比較大的離子以及低電荷的陽離子,所以研究者尋求,Bi2O3·P2O5· V2O5 SnO 等氧化物來代替玻璃中的PbO。

無鉛低熔點封接玻璃的種類與特點

無鉛低熔點封接玻璃是相對于含鉛封接玻璃提出的,可以明顯減少環境污染,新型環保,具有很大市場潛力。

對于無鉛低熔點封接玻璃,國內外研究主要集中在鉍酸鹽體系

磷酸鹽體系、釩酸鹽體系、或硼酸鹽體系。

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低熔點封接玻璃必須滿足一定的封接條件才能與被封接件的牢固封接,要求具有以下特點:

1.較低的軟化溫度: 封接溫度一般比軟化溫度高 50 ~ 70 ℃ ,而延長封接時間可以適當降低封接溫度。軟化溫度高時容易對封接件產生損傷,而且封接氣密性變差,所以要求封接玻璃具有較低的軟化溫度。

2.匹配的熱膨脹系數: 要求封接玻璃與封接件的熱膨脹系數相近,相差不能超過10% 否則會導致封接處出現應力集中而產生裂紋。  

3.潤濕性: 反映了封接玻璃與封接件的結合能力,二者潤濕性良好的封接強度高,更易于封接

4.化學穩定性: 良好的化學穩定性能夠保證封接玻璃的實際應用。

無鉛低熔點玻璃應用廣泛,主要有以下幾個方面:

( 1) 純粹的封接材料,用作玻璃、陶瓷或金屬材料之間

的相互封接;

( 2) 封裝材料,如涂層封裝、鈍化膜層、管殼封裝等;

( 3) 填充材料,用作電子器件中的填充劑來

改善和提高電子元件的性能,包括力學性能、絕緣性能以及熱膨脹等性能。其中,第個方面的應用量大。下文簡述了無鉛低熔點玻璃應用較多的幾種用途,包括平板顯示用、晶硅太陽能電池用、不銹鋼真空密封用和電子漿料用等低熔點玻璃。

平板顯示用封接玻璃

現代社會隨著智能手機、電腦和液晶電視等電子產品的普及,平板顯示市場需求和規模迅速擴大,在國民經濟、國防以及各種公共場所得到廣泛應用。平板顯示技術的發展方向是輕薄化、大尺寸、高分辨率和低能耗。其中,液晶顯示器和等離子顯示器的顯示屏通常由前后兩塊玻璃基板組成,且通過封接玻璃粉                    

相互粘結起來的。例如每一塊 TFT-LCD 液晶顯示屏包括兩片基板玻璃,分別用作材料濾波片的基板和薄膜晶體管陣列基板。顯示屏對于基板玻璃的化學組成、性能和生產工藝的要求非常高,在平板顯示用低熔點玻璃的無鉛化研究方面,國內外的學者主要集中在鉍酸鹽、磷酸鹽和釩酸鹽等玻璃體系,取得了一定的成果。公開了一種 TFT-LCD 封接用玻璃,由 40% ~ 60% 的 Bi2O3、8% ~15% 的 ZnO、15% ~ 35% 的 B2O3為主要成分組成,利用低膨脹系數的鋰霞石微晶玻璃作為填料,制備的低熔點玻璃封接溫度低至 550 ℃,熱膨脹系數在( 40~ 60)×10 7 /℃,具有無鉛、低軟化點和低熱膨脹系數等特點,能夠滿足 TFT-LCD 薄膜晶體管液晶顯示器的封接要求。

不銹鋼是現代制造業中常用的結構材料,用于建筑業、工程結構以及汽車、火車等運輸業領域。目前我國不銹鋼的使用量已居于世界第一,甚至超過整個歐盟的使用量。不銹鋼真空密封是不銹鋼產業的重要環節,但是在生產過程中經常遇到產品的真空度合格率不高的問題,其中底部玻璃焊縫用的玻璃性能極易存在問題,嚴重影響不銹鋼制品的合格率。為了提高不銹鋼真空容器產品的品質,其生產工藝逐步由無尾封接取代了過去的有尾封接,分散性和潤濕性良好,封接效果相對較好。但是封接層的力學性能較差、抗熱震能力不高。

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保持玻璃和金屬良好的浸潤性與匹配性是形成制品良好封接的必然要求。專家研制出了一種用于不銹鋼封接的鉍酸鹽玻璃,在100-300℃范圍內的熱膨脹系數為1.07×106 /℃,能夠與不銹鋼膨脹系數相仿,從而實現匹配封接。并且他們還研究了不銹鋼的表面粗糙度和封接溫度對濕潤角的影響,發現不銹鋼的粗糙度越大,其與玻璃的潤濕角越小。封接溫度為 420-480 ℃ 范圍內時,潤濕角在 23°至 138°之間變化,由此推得該鉍酸鹽玻璃與不銹鋼的封接溫度為440-460 ℃。專家研究了 Bi2O3-BaO-SiO2-RxOy玻璃體系的結構與封接性能之間的關系,用于固體氧化物燃料電池中不銹鋼與陶瓷電解質的粘結,結果發現該玻璃的熱膨脹系數為 11×106/℃ SUS430 不銹鋼的熱膨脹系數( 11.3×106 /℃ )和陶瓷電解質的熱膨脹系數( 10.2×106/℃  相匹配,滿足低溫封接的要求,界面結合緊密,氣密性良好。

導電漿料中的玻璃粘結劑一般用量為 5%~10% ,而電阻漿料的玻璃粘結劑的使用量更高,可以達到50%以上。玻璃粘結劑的性能對電子產品的質量有直接的影響,如玻璃的熱膨脹系數直接影響陶瓷或者玻璃基板的結合性、粘結強度和密封性,而玻璃的封接溫度決定了電子產品的零部件封裝時會否發生變形和老化。電子元件內部某些部件或材料不允許高溫操作以免損害元件,所以要求封接溫度越低越好,一般要求低于 600 ℃因此,研究玻璃粘結劑可以促進電子漿料和整個電子產業的發展。

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專家研究了一款用于厚膜漿料的低熔點玻璃粘結劑,發現當玻璃含量從 5% 增至10% 時,玻璃和銀之間的擴散較為理想,而且附著力增大 8 N。當玻璃含量增至 20% 時,玻璃流動性過大,附著力降至 65 N。當玻璃含量從 5% 增至 20% 時,玻璃的增加會使導電相的濃度減小,方塊電阻增大。專家還發現當玻璃粉含量從 2% 增至 8% 時,銀膜附著力逐漸增大;當玻璃粉含量增至 10% 時,附著力增加緩慢; 方塊電阻隨著玻璃粉含量的增加先減小后增大??梢?,電子漿料中玻璃粘結劑的用量對于漿料的導電性能和粘結強度具有重要影響。

4 發展方向及突破點

目前無鉛低熔點玻璃還存在封接溫度較高、熱膨脹系數與基材不匹配和化學穩定性較差等問題,

對低熔點封接玻璃的研究還遠遠不夠,研究方向有如下幾個: ( 1) 無鉛化。傳統的含鉛含重金屬封接玻璃注定將被淘汰,實現封接玻璃的完全無鉛化勢在必行。封接玻璃

無鉛化,將是封接玻璃研究和發展的首要方向。

( 2) 低熔點化。過高的封接溫度會對電子元器件產生損傷,所以降低封接溫度將會有利于電子和微電

子器件的制備工藝優化和使用壽命。但是在降低封接玻璃的封接溫度時,需要注意避免熱膨脹系數增加過

大。

( 3)復合化。復合型封接玻璃中包括結晶和非結晶性組分,可以通過調節析出晶相的種類和數量來調節熱膨脹系數等特性,使之匹配被封接件。晶化后的結晶相強度高于玻璃相,導致封接強度增大,且抗熱震性、電絕緣性能和化學性能穩定均高于普通非結晶型封接玻璃。所以復合化是無鉛封接玻璃發展的趨勢。

對于一系列亟待解決的問題,可以在以下方面取得突破:

1.國內對無鉛低熔點玻璃的研究相對滯后,高性能低熔點玻璃全部依賴國外進口。所以急需加強對其理論研究,包括建立各低熔點玻璃的相關組成、制備工藝條件、結構和性能關系等基礎理論,并利用新的材料制備技術。

2.對于復合型玻璃的研究,可以通過添加填料等方式來降低封接玻璃粉粉的熱膨脹系數,包括使用不同種

類和數量的金屬、陶瓷或者晶須顆粒等填料,達到在降低封接溫度的同時能夠保證實現與不同基體的匹配連

3.改進制備工藝。例如,通過利用納米化處理改進制備工藝和改善潤濕性等方法來增加封接玻璃強度,改善其電性能、化學和熱穩定性等性能; 尋找適宜的燒結條件,提高玻璃化學穩定性和封接強度等性能。

結語

研究與開發無鉛低熔點封接玻璃具有重大意義,也是相關產發展點擊查看優合化工簡介http://www.bouchenola.com/intro/1.html

領域。低溫化與復合化是無鉛低熔點封接玻璃的發展方向,而且需要對低熔點封接玻璃進行相關組成、結構和性能的關系以及制備工藝條件等基礎理論的研究,并利用新的材料制備技術。其主要應用于玻璃-金屬封接、厚膜漿料、光學元件的模制、金屬的低溫瓷漆和電子封裝等行業。

 

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